AT522931A1

AT522931A1 - ELECTRICALLY DRIVEN AXLE ARRANGEMENT FOR A VEHICLE

Info

Publication number: AT522931A1
Application number: ATA50966/2019A
Authority: AT
Inventors: Tochtermann Dipl Ing Jürgen; Häglsperger Dipl Ing Josef; Bayer Msc Felix; Domni Dipl Ing Rudolf (Fh)
Original assignee: Avl Commercial Driveline & Tractor Eng Gmbh
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2021-03-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektrisch angetriebene Achsanordnung für ein Fahrzeug mit einer Getriebeanordnung mit zumindest einer ersten Eingangswelle (1b), die mit einer ersten elektrischen Maschine (1) drehverbunden oder drehverbindbar ist, mit zumindest einer zweiten Eingangswelle (2b), die mit einer zweiten elektrischen Maschine (2) drehverbunden oder drehverbindbar ist und mit zumindest einer Ausgangswelle (8), die mit einer anzutreibenden Achse (14) drehverbunden oder drehverbindbar ist, wobei die erste Eingangswelle (1b) und die zweite Eingangswelle (2b) über eine Leistungssummierungseinheit (21) mit der Ausgangswelle (8) drehverbunden oder drehverbindbar sind und wobei die Getriebeanordnung zumindest eine erste Schaltgetriebeeinheit (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltgetriebeeinheit (3) im Leistungsfluss zwischen der ersten Eingangswelle (1b) und der Leistungssummierungseinheit (21) angeordnet ist.The invention relates to an electrically driven axle assembly for a vehicle with a gear assembly with at least one first input shaft (1b), which is rotatably or rotatably connected to a first electrical machine (1), with at least one second input shaft (2b) which is connected to a second electrical The machine (2) is rotatably connected or rotatably connected and has at least one output shaft (8) which is rotatably connected or rotatably connected to an axle (14) to be driven, the first input shaft (1b) and the second input shaft (2b) via a power summation unit (21) are rotatably or rotatably connected to the output shaft (8) and wherein the gear arrangement has at least one first gearbox unit (3), characterized in that the first gearbox unit (3) is arranged in the power flow between the first input shaft (1b) and the power summation unit (21) .

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch angetriebene Achsanordnung für ein Fahrzeug mit einer Getriebeanordnung mit zumindest einer ersten Eingangswelle, die mit einer ersten elektrischen Maschine drehverbunden oder drehverbindbar ist, mit zumindest einer zweiten Eingangswelle, die mit einer zweiten elektrischen Maschine drehverbunden oder drehverbindbar ist und mit zumindest einer Ausgangswelle, die mit einer anzutreibenden Achse drehverbunden oder drehverbindbar ist, wobei die erste Eingangswelle und die zweite Eingangswelle über eine Leistungssummierungseinheit mit der Ausgangswelle drehverbunden oder drehverbindbar sind und wobei die Getriebeanordnung zumindest eine erste The invention relates to an electrically driven axle assembly for a vehicle with a gear assembly with at least one first input shaft that is rotationally connected or rotationally connectable to a first electrical machine, with at least one second input shaft that is rotationally connected or rotationally connectable with a second electrical machine and with at least one Output shaft that is rotatably connected or rotatably connectable to an axle to be driven, the first input shaft and the second input shaft being rotatably connected or rotatably connectable to the output shaft via a power summation unit, and the gear arrangement at least one first

Schaltgetriebeeinheit aufweist. Has manual transmission unit.

Ebenso betrifft sie ein Kraftfahrzeug, insbesondere Elektrofahrzeug, mit einem It also relates to a motor vehicle, in particular an electric vehicle, with a

Antriebssystem mit einer Getriebeanordnung. Drive system with a gear arrangement.

Aufgrund der Forderung die CO2 Werte weiter zu senken liegt der Focus im Nutzfahrzeugbereich mittlerweile über alle Gewichtsklassen hinweg immer stärker auf der Verwendung elektrischer Antriebe. Due to the requirement to further reduce CO2 values, the focus in the commercial vehicle sector is now increasingly on the use of electric drives across all weight classes.

E-Achsen, also Antriebsachsen, welche mit elektrischen Maschinen betrieben werden, im Light Duty (LD) und Medium Duty (MD) Bereich kommen vorwiegend mit einem E-Motor und einem Einganggetriebe aus. Im MD Bereich gibt es vereinzelt Anwendungen mit einem E-Motor und einem Zweiganggetriebe. In Stadtbussen kommen auch radselektive Antriebe zum Einsatz. (Je ein E-Motor und ein Einganggetriebe pro Radnabe). Die benötigte Energie wird oft rein batterieelektrisch bereitgestellt was für Fahrzeuge dieser Gewichtsklassen, zumindest im innerstädtischen Bereich, aufgrund geringerer E-axles, i.e. drive axles that are operated with electric machines, in the light duty (LD) and medium duty (MD) area mainly get by with an electric motor and a single gearbox. In the MD area there are isolated applications with an electric motor and a two-speed gearbox. Wheel-selective drives are also used in city buses. (One electric motor and one single gearbox per wheel hub). The energy required is often provided purely by battery, which is the case for vehicles of this weight class, at least in inner-city areas, due to the lower level

Reichweitenanforderung akzeptiert wird. Range requirement is accepted.

Im Heavy Duty (HD) Bereich, also beispielsweise bei Nutzfahrzeugen, besonders im Langstreckeneinsatz, ist diese Ausführung unvorteilhaft. Aufgrund der geringeren volumetrischen Energiedichte im Vergleich zu Diesel wären große Energiespeicher notwendig um akzeptable Reichweiten zu ermöglichen (große, schwere Batterien limitieren Ladevolumen und Nutzlast). Durch die Möglichkeit auf alternative Technologien (z.B. Brennstoffzelle) zurückzugreifen, kann dieser Problematik teilweise entgegengewirkt werden. Dennoch sind speziell in In the Heavy Duty (HD) area, for example in commercial vehicles, especially in long-distance use, this version is disadvantageous. Due to the lower volumetric energy density compared to diesel, large energy stores would be necessary to enable acceptable ranges (large, heavy batteries limit the loading volume and payload). The possibility of using alternative technologies (e.g. fuel cells) can partially counteract this problem. Still, specifically in

Langstreckenfahrzeugen wie 40 Tonnen LKWs besondere technische Long distance vehicles like 40 ton trucks special technical

Herausforderungen gegeben. Challenges given.

Einerseits erfordert das höhere Fahrzeuggewicht einen höheren Leistungsbedarf, was sich in großen E-Achskomponenten wiederspiegelt. Andererseits bedingt das hohe Fahrzeuggewicht ein entsprechendes Feder- Dämpferkonzept was den vorhandenen Bauraum limitiert. Somit sind E-Achskonzepte mit hoher Leistungsdichte bei möglichst geringem Einbauvolumen gefragt. On the one hand, the higher vehicle weight requires a higher power requirement, which is reflected in large e-axle components. On the other hand, the high vehicle weight requires a corresponding spring / damper concept, which limits the available installation space. E-axle concepts with high power density and the smallest possible installation volume are therefore in demand.

Bei Verwendung einer elektrischen Maschine in Kombination mit einem Einganggetriebe ist der Leistungsbedarf im HD Bereich unzweckmäßig hoch. Durch die Verwendung von Zwei- oder Mehrganggetrieben kann der Gesamtleistungsbedarf erheblich gesenkt werden. Mehrganggetriebe mit hoher Spreizung ermöglichen den Betrieb in wirkungsgradgünstigen Bereichen. When using an electric machine in combination with a single-speed gearbox, the power requirement in the HD range is inexpediently high. By using two or more speed transmissions, the total power requirement can be reduced considerably. Multi-speed transmissions with a high spread enable operation in areas with favorable efficiency.

Bei Verwendung von zwei oder mehr elektrischen Maschinen kann der Leistungsbedarf pro elektrischer Maschine weiter reduziert werden. Die Verfügbarkeit von großen elektrischen Maschinen, sowie die einhergehenden Kosten, der Bauraum und das Gewicht sind Gründe um im HD Bereich auf zwei oder mehr elektrischen Maschinen zu gehen (Somit könnten verfügbare elektrische Maschinen aus dem MD oder LD Bereich verwendet werden). When using two or more electrical machines, the power requirement per electrical machine can be further reduced. The availability of large electrical machines, as well as the associated costs, the installation space and the weight are reasons to use two or more electrical machines in the HD area (thus electrical machines available from the MD or LD area could be used).

Wird die Leistung dieser beiden elektrischen Maschinen lediglich über ein gemeinsames Mehrganggetriebe geleitet, so wird zuerst die Leistung der elektrischen Maschinen über eine Leistungssummierungseinheit summiert und dann diese Leistung über eine Schaltgetriebeeinheit geschalten. Dabei kann während des Schaltvorgangs kein Moment übertragen werden und die Zugkraft am Rad geht auf 0. Dies geht einher mit Geschwindigkeitsverlusten und der Notwendigkeit die verlorene Geschwindigkeit wieder aufbauen zu müssen. Dies vermindert den If the power of these two electrical machines is only conducted via a common multi-speed transmission, the power of the electrical machines is first added up via a power summation unit and then this power is switched via a gearbox unit. No torque can be transmitted during the shifting process and the pulling force on the wheel goes to 0. This is accompanied by a loss of speed and the need to build up the lost speed again. This reduces the

Wirkungsgrad, die Fahrdynamik und den Fahrkomfort. Efficiency, driving dynamics and driving comfort.

Daher werden kürzest mögliche Schaltzeiten angestrebt, um die Reduktion der Fahrgeschwindigkeit zu minimieren. Dies stellt hohe Anforderungen an die Schaltaktuatorik und die Ansteuerung zum Beispiel bezüglich Regelgenauigkeit oder Geschwindigkeit der elektrischen Maschinen. Das führt zu einem komplexen, Therefore, the shortest possible switching times are sought in order to minimize the reduction in driving speed. This places high demands on the switching actuators and the control, for example with regard to control accuracy or the speed of the electrical machines. This leads to a complex,

fehleranfälligen und teuren System. error-prone and expensive system.

Die Drehzahlen der elektrischen Maschinen und deren bereitgestellte Drehmomente müssen genau aufeinander abgestimmt und exakt geregelt werden. Eine gegenseitige Anregung und die Anordnung der nicht geschalteten Losräder birgt ein The speeds of the electrical machines and their provided torques must be precisely coordinated and precisely regulated. Mutual stimulation and the arrangement of the idle gears that are not switched contain one thing

hohes Risiko für eine unerwünschte Geräuschentwicklung. high risk of undesired noise development.

Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Achsanordnung der genannten Art bereitzustellen, welche einen verbesserten Wirkungsgrad und eine verbesserte Fahrdynamik bereitstellt. The object of the invention is therefore to provide an axle arrangement of the type mentioned, which provides improved efficiency and improved driving dynamics.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die erste Schaltgetriebeeinheit im Leistungsfluss zwischen der ersten Eingangswelle und der This object is achieved according to the invention in that the first gearbox unit in the power flow between the first input shaft and the

Leistungssummierungseinheit angeordnet ist. Power summing unit is arranged.

Mit der Anordnung der ersten Schaltgetriebeeinheit zwischen erster Eingangswelle und Leistungssummierungseinheit ist dabei nicht eine räumliche Anordnung gemeint, sondern dass die Schaltgetriebeeinheit entlang des Leistungsflusses zwischen der ersten Eingangswelle und der Leistungssummierungseinheit angeordnet ist. Mit anderen Worten ist die Schaltgetriebeeinheit zwischen der ersten Eingangswelle und der Leistungssummierungseinheit zwischengeschalten. Die erste Eingangswelle ist also über die Schaltgetriebeeinheit mit der Leistungssummierungseinheit drehverbunden. Dies gilt auch für sonstige Angaben, die die Anordnung von Schaltgetriebeeinheiten zwischen Wellen oder anderen Getriebeteilen betrifft. The arrangement of the first gearbox unit between the first input shaft and the power summation unit does not mean a spatial arrangement, but that the gearbox unit is arranged along the power flow between the first input shaft and the power summation unit. In other words, the gearbox unit is interposed between the first input shaft and the power summation unit. The first input shaft is rotationally connected to the power summation unit via the gearbox unit. This also applies to other information relating to the arrangement of gearbox units between shafts or other gearbox parts.

Mit Leistungssummierungseinheit ist damit ein Getriebeteil gemeint, welches die Leistungen der zwei Eingangswellen zusammenführt und auf eine Welle summiert. The power summation unit means a gear unit that combines the power of the two input shafts and adds them to one shaft.

Dies kann ein Planetengetriebe oder auch ein Stirnradgetriebe sein. This can be a planetary gear or a spur gear.

Mit Schaltgetriebeeinheit ist ein Getriebeteil gemeint, welches zwischen unterschiedlichen Gangstufen schaltbar ist und damit verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite des Getriebeteils einstellen kann. Dazu weist die Schaltgetriebeeinheit zumindest ein Schaltelement wie beispielsweise eine Kupplungseinrichtung oder eine Bremseinrichtung auf, welches durch Bringung in eine definierte Stellung oder definierte Stellungen die Gangstufe definiert. A manual transmission unit means a transmission part which can be switched between different gear steps and can thus set different gear ratios between an input side and an output side of the transmission part. For this purpose, the gearbox unit has at least one shifting element, such as a clutch device or a braking device, which defines the gear stage by being brought into a defined position or positions.

Mit Eingangsseite wird eine Welle und/oder wenigstens eine Komponente des Getriebeteils verstanden, über welchen eine Leistung, insbesondere eine Antriebsleistung auf das Getriebeteil aufgebracht werden kann. Unter Ausgangsseite wird eine Welle und/oder wenigstens eine Komponente des Getriebeteils verstanden, über welche eine auf das Getriebeteil aufgebrachte Leistung abgeführt werden kann. Die Begriffe Eingangsseite und Ausgangsseite sind dabei nicht räumlich einschränkend zu verstehen, d.h. die Eingangsseite und die Ausgangsseite müssen sich nicht zwangsläufig auf unterschiedlichen Seiten eines Getriebes befinden, sondern können durchaus auf einer Seite dicht nebeneinander The input side is understood to mean a shaft and / or at least one component of the transmission part via which a power, in particular a drive power, can be applied to the transmission part. An output side is understood to mean a shaft and / or at least one component of the transmission part via which power applied to the transmission part can be dissipated. The terms input side and output side are not to be understood in a spatially restrictive manner, i.e. the input side and the output side do not necessarily have to be on different sides of a transmission, but can certainly be located close to one another on one side

angeordnet sein. be arranged.

Dabei können einzelne Elemente, wie einzelne Zahnräder, sowohl der Leistungssummierungseinheit als auch einer oder mehreren Schaltgetriebeeinheiten zugeordnet sein. Die Schaltgetriebeeinheit und die Leistungssummierungseinheit können also gemeinsam ausgeführt sein, wobei stets im Leistungsfluss der Teil, den das Schaltgetriebe darstellt, immer zwischen der ersten Eingangswelle und der Individual elements, such as individual gears, can be assigned both to the power summation unit and to one or more manual transmission units. The gearbox unit and the power summation unit can thus be designed together, with the part that the gearbox represents in the power flow always between the first input shaft and the

Leistungssummierungseinheit angeordnet ist. Power summing unit is arranged.

Unter einer Eingangswelle wird eine Welle und/oder wenigstens eine Komponente der Anordnung verstanden, über welchen eine Leistung, insbesondere eine An input shaft is understood to mean a shaft and / or at least one component of the arrangement via which a power, in particular a

Antriebsleistung auf die Getriebeanordnung aufgebracht werden kann. Drive power can be applied to the gear assembly.

Unter einer Ausgangswelle wird eine Welle und/oder wenigstens eine Komponente der Anordnung verstanden, über welche eine auf die Getriebeanordnung aufgebrachte Leistung abgeführt werden kann. Die Begriffe Eingangswelle und Ausgangswelle sind dabei nicht räumlich einschränkend zu verstehen, d.h. die Eingangswelle und die Ausgangswelle müssen sich nicht zwangsläufig auf unterschiedlichen Seiten eines Getriebes befinden, sondern können durchaus auf An output shaft is understood to be a shaft and / or at least one component of the arrangement via which a power applied to the gear arrangement can be dissipated. The terms input shaft and output shaft are not to be understood in a spatially restrictive manner, i.e. the input shaft and the output shaft do not necessarily have to be on different sides of a transmission, but can definitely be on

einer Seite dicht nebeneinander angeordnet sein. be arranged close to one another on one side.

Mit elektrischer Maschine sind Elektromotoren gemeint, welche elektrische Energie in Drehmoment umwandeln können und damit eine Antriebsleistung bereitstellen können. Es kann auch vorgesehen sein, dass sie ein aufgebrachtes Drehmoment in Electric machines are electric motors that can convert electrical energy into torque and thus provide drive power. It can also be provided that an applied torque in

elektrische Energie umwandeln kann, beispielsweise in einem Rekuperationsmodus. can convert electrical energy, for example in a recuperation mode.

Dabei kann auch unter Umständen vorgesehen sein, dass in bestimmten It can also be provided under certain circumstances that in certain

Betriebszuständen eine Leistung, insbesondere eine Antriebsleistung also ein Operating states a power, in particular a drive power

Drehmoment auf die Getriebeanordnung über eine Ausgangswelle eingebracht wird und dem entsprechend über eine Eingangswelle abgeführt wird. Insbesondere bei einer elektrischen Maschine als Antrieb kann dies vorteilhaft sein, um so elektrische Torque is introduced to the gear assembly via an output shaft and is accordingly dissipated via an input shaft. In particular in the case of an electrical machine as a drive, this can be advantageous, so as to be electrical

Energie aus einem Verzögerungsvorgang zu schöpfen. To draw energy from a deceleration process.

Im Sinne der Erfindung wird unter drehverbunden bzw. drehfest verbunden eine drehfeste Verbindung zweier Elemente bzw. Komponenten verstanden. Es wird also zwischen den Elementen eine Drehbewegung und Drehmoment übertragen. Unter einer drehverbindbaren Verbindung wird im Sinne der Erfindung hingegen eine Verbindung zweier Komponenten verstanden, die sowohl drehfest sein kann als auch lösbar, beispielsweise eine Verbindung mittels einer Kupplungseinrichtung wie einer Trennkupplung, wobei bei geschlossener Kupplungseinrichtung eine drehfeste Verbindung vorliegt und bei geöffneter Kupplungseinrichtung eine gelöste Drehverbindung, das heißt bei geöffneter Kupplungseinrichtung sind die mittels der Kupplungseinrichtung verbundenen Komponenten drehbeweglich gegeneinander, können jedoch durch Schließen der Kupplungseinrichtung miteinander drehverbunden werden und sind daher miteinander drehverbindbar. In the context of the invention, rotatably connected or rotatably connected is understood to mean a rotatably fixed connection of two elements or components. A rotary movement and torque are thus transmitted between the elements. In the context of the invention, however, a rotationally connectable connection is understood to mean a connection between two components that can be both rotationally fixed and also detachable, for example a connection by means of a coupling device such as a separating clutch, with a rotationally fixed connection being present when the coupling device is closed and a released rotational connection when the coupling device is disengaged , that is, when the coupling device is open, the components connected by means of the coupling device are rotatable relative to one another, but can be rotatably connected to one another by closing the coupling device and are therefore rotatable with one another.

Durch die Anordnung der ersten Schaltgetriebeeinheit zwischen der ersten Eingangswelle und der Leistungssummierungseinheit kann der Schaltvorgang unabhängig von der Leistungsbeaufschlagung der zweiten Eingangswelle geschalten werden, womit auch während des Schaltvorgangs der Ausgangswelle Leistung durch die zweite Eingangswelle bereitgestellt werden kann. Damit hat diese Anordnung viele Vorteile hinsichtlich Wirkungsgrad, Fahrkomfort, Komplexität der Schaltungsaktuierung, NVH Verhalten, Komponenten-Lebensdauer, Fahrzeugeinbau By arranging the first gearbox unit between the first input shaft and the power summation unit, the shifting process can be shifted independently of the application of power to the second input shaft, so that power can be provided by the second input shaft even during the shifting process of the output shaft. This arrangement thus has many advantages in terms of efficiency, driving comfort, complexity of switching actuation, NVH behavior, component service life, vehicle installation

und Not-Funktionen. and emergency functions.

Durch das zugkraftunterbrechungsfreie Schalten verliert das Fahrzeug keine oder nur wenig Geschwindigkeit. Ein anschließendes Beschleunigen ist nicht oder nur sehr begrenzt notwendig. Das erhöht den Fahrkomfort für den Fahrer. Due to the shifting without interruption of traction, the vehicle loses little or no speed. Subsequent acceleration is not necessary or is only necessary to a very limited extent. This increases the driving comfort for the driver.

Das Schalten ohne Zugkraftunterbrechung in der neuen Anordnung ermöglicht also längere Schaltzeiten ohne Einbußen bezüglich Effizienz und Komfort. Das reduziert die Anforderungen an die Schaltaktuatorik und die Ansteuerung zum Beispiel bezüglich Regelgenauigkeit oder Geschwindigkeit der Synchronisierung über einen Elektromotor. Das führt zu einem einfacheren und robusteren System. The shifting without interruption of tractive effort in the new arrangement enables longer shifting times without any loss of efficiency and comfort. This reduces the demands on the shift actuators and control, for example with regard to control accuracy or the speed of synchronization via an electric motor. This leads to a simpler and more robust system.

Eine weitere Vereinfachung bringt die genaue Zuordnung zumindest eines Schaltelements zu jeweils einem der beiden elektrischen Maschinen. Dadurch muss zum Erreichen der Synchrondrehzahl zum Schalten nur die Drehzahl der jeweils relevanten elektrischen Maschine geregelt werden. Im Vergleich dazu müssen bei konventionellen Anordnungen beide elektrische Maschinen gemeinsam synchron geregelt werden. Durch die Regelungenauigkeiten beeinflussen sich die elektrischen Maschinen gegenseitig, was eine schlechtere Gesamt-Regelgenauigkeit bewirkt. The precise assignment of at least one switching element to one of the two electrical machines in each case brings about a further simplification. As a result, only the speed of the relevant electrical machine needs to be regulated to achieve the synchronous speed for switching. In comparison, with conventional arrangements, both electrical machines must be jointly controlled synchronously. Due to the control inaccuracies, the electrical machines influence each other, which results in a poorer overall control accuracy.

Das Abkoppeln eines oder beider elektrischen Maschinen kann auch die Verzahnungsgeräusche reduzieren. Die Verzahnungen der schnell drehenden Räder werden vorzugsweise so ausgelegt, dass die Geräuschentwicklung bei hohen Momenten reduziert ist. Das bedeutet, dass bei niedrigen Momenten die Verzahnungsgeometrien nicht optimal sind bezüglich Geräuschentwicklung. Wenn bei niedrigen Lasten eine elektrische Maschine abgekoppelt wird, entstehen zwei Vorteile. Zum einen kann die Drehzahl der schnell drehenden Zahnräder nahe dem abgekoppelten Elektromotor stark oder vollständig abgesenkt werden. Zum anderen wird das Moment an der aktiven elektrischen Maschine erhöht, und die Verzahnung wird näher an dem bezüglich NVH (Noise Vibration Harness) optimalen Uncoupling one or both electrical machines can also reduce gear noise. The teeth of the rapidly rotating wheels are preferably designed in such a way that the development of noise is reduced at high torques. This means that at low torques the gear geometries are not optimal in terms of noise development. If an electrical machine is decoupled at low loads, there are two advantages. On the one hand, the speed of the rapidly rotating gears close to the decoupled electric motor can be reduced greatly or completely. On the other hand, the torque on the active electrical machine is increased and the gearing is closer to that which is optimal in terms of NVH (Noise Vibration Harness)

Momentniveau betrieben. Moment level operated.

Durch das Abkoppeln einer elektrischen Maschine bei niedrigem Leistungsbedarf wird die Einsatzdauer der einzelnen Elektromotoren und Wechselrichter reduziert und damit die Lebensdauer erhöht. By uncoupling an electrical machine when the power requirement is low, the service life of the individual electric motors and inverters is reduced and the service life is increased.

Die elektrischen Maschinen können durch die unterschiedlichen Übersetzungen mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden. Dadurch befinden sich die elektrischen Maschinen in unterschiedlichen Bereichen des Wirkungsgradkennfeldes. Damit kann im Teillastbereich die Leistung hauptsächlich von der elektrischen Maschine bereitgestellt werden, die sich im effizienteren Drehzahlbereich befindet, so dass der optimale Gesamtwirkungsgrad erreicht wird. The electrical machines can be operated at different speeds due to the different gear ratios. As a result, the electrical machines are in different areas of the efficiency map. In this way, in the partial load range, the power can mainly be provided by the electric machine, which is located in the more efficient speed range, so that the optimum overall efficiency is achieved.

Vorteilhaft ist, wenn die erste Schaltgetriebeeinheit zumindest ein Schaltelement aufweist und das Schaltelement zwischen der ersten Eingangswelle und der Leistungssummierungseinheit angeordnet ist. Das Schaltelement ist dazu eingerichtet, die Schaltgetriebeeinheit zu schalten, also unterschiedliche Gänge oder Gangstufen in der Schaltgetriebeeinheit einzustellen. Dabei kann die It is advantageous if the first gearbox unit has at least one shift element and the shift element is arranged between the first input shaft and the power summation unit. The shift element is set up to shift the gearbox unit, that is to say to set different gears or gear steps in the gearbox unit. The

Schaltgetriebeeinheit beispielsweise eine Kupplungseinrichtung sein, welche ein Manual transmission unit, for example, a clutch device, which a

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Element wie ein Losrad mit einer Welle drehverbinden kann. Es kann auch eine Bremseinrichtung sein, welche ein Element wie eine Welle oder ein Rad bremst. Element such as a loose wheel can rotate with a shaft. It can also be a braking device which brakes an element such as a shaft or a wheel.

Insbesondere bei Planetengetrieben kann dies vorteilhaft sein. This can be advantageous in particular in the case of planetary gears.

Eine Bremseinrichtung im Sinne der Erfindung dient zum lösbaren Festlegen wenigstens einer mit der Bremseinrichtung drehfest verbundenen Komponente, insbesondere zum Ilösbaren Festlegen wenigstens eines Getriebeelements, insbesondere zum Ilösbaren Festlegen des zugehörigen Getriebeelementes an einem das Getriebe umgebenden Getriebegehäuse. Bei aktivierter Bremseinrichtung, d.h. bei geschlossener Bremseinrichtung, ist das festgelegte Getriebeelement nicht bewegbar, kann somit vorzugsweise nicht rotieren und ist somit insbesondere in seiner Drehbewegung blockiert. Bei geöffneter Bremseinrichtung ist das Getriebeelement hingegen vorzugsweise in wenigstens einem seiner vorgesehenen A braking device in the sense of the invention is used to releasably secure at least one component non-rotatably connected to the braking device, in particular to releasably secure at least one gear element, in particular to releasably secure the associated gear element to a gear housing surrounding the gear. When the braking device is activated, i.e. when the braking device is closed, the fixed gear element cannot be moved, and can therefore preferably not rotate, and is therefore blocked in particular in its rotational movement. When the brake device is open, however, the gear element is preferably provided in at least one of its

Freiheitsgrade bewegbar. Degrees of freedom movable.

Eine Kupplungseinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, welche in mindestens zwei Schaltzuständen betrieben werden kann, vorzugsweise in einem geschlossenen Schaltzustand, in welchem ein Drehmoment über die Kupplungseinrichtung übertragen werden kann, und in einem geöffneten Zustand, in welchem ein Leistungsfluss zwischen zwei jeweils mit der Kupplungseinrichtung, insbesondere mechanisch verbundenen Komponenten getrennt ist und somit kein Drehmoment über die Kupplungseinrichtung übertragen werden kann. Dazu weist eine Kupplungseinrichtung vorzugsweise wenigstens zwei Kupplungsteile auf, wobei die beiden Kupplungsteile in einem Schließzustand der Kupplungseinrichtung miteinander mechanisch vorzugsweise drehverbunden sind, insbesondere reibschlüssig oder formschlüssig, und in einem geöffneten Zustand unabhängig A clutch device in the sense of the invention is a torque transmission device which can be operated in at least two switching states, preferably in a closed switching state in which a torque can be transmitted via the clutch device, and in an open state in which a power flow between two each with the coupling device, in particular mechanically connected components, is separated and thus no torque can be transmitted via the coupling device. For this purpose, a coupling device preferably has at least two coupling parts, the two coupling parts being mechanically, preferably rotationally connected to one another in a closed state of the coupling device, in particular frictionally or positively, and independently in an open state

voneinander insbesondere drehbeweglich gegeneinander sind. from each other, in particular, are rotatable relative to each other.

Vorteilhaft ist auch, wenn ein auf der ersten Eingangswelle gelagertes erstes Losrad der ersten Schaltgetriebeeinheit mit einem mit der Ausgangswelle drehverbundenen ersten Festrad der Leistungssummierungseinheit in Eingriff steht und ein auf der ersten Eingangswelle gelagertes zweites Losrad der ersten Schaltgetriebeeinheit mit einem mit der Ausgangswelle drehverbundenen zweiten Festrad der It is also advantageous if a first idler gear of the first gearbox unit, which is mounted on the first input shaft, is in engagement with a first fixed gear of the power summation unit that is rotatably connected to the output shaft, and a second idler gear of the first gearbox unit, which is mounted on the first input shaft, with a second fixed gear of the

Leistungssummierungseinheit in Eingriff steht. Mittels eines Schaltelements wie Power summing unit is engaged. By means of a switching element such as

einer Kupplungseinrichtung ist dabei das erste und/oder das zweite Losrad mit der a clutch device is the first and / or the second idler gear with the

ersten Eingangswelle drehverbindbar. first input shaft rotatable.

Unter Losrad wird dabei ein Zahnrad verstanden, welches an einer Welle gelagert ist und mit dieser Welle drehverbindbar ist, vorzugsweise über eine Kupplungseinrichtung. Damit kann sich das Losrad in einem ersten Arbeitszustand frei zur Welle drehen und in einem zweiten Arbeitszustand, in dem es mit der Welle A loose wheel is understood to mean a gear wheel which is mounted on a shaft and can be rotatably connected to this shaft, preferably via a coupling device. In this way, the idler wheel can rotate freely relative to the shaft in a first working state and in a second working state in which it is connected to the shaft

drehverbunden ist Drehmoment oder Leistung auf diese Welle übertragen. rotationally connected, torque or power is transmitted to this shaft.

Unter Festrad wird ein Zahnrad verstanden, welches drehfest mit der Welle, auf der es gelagert ist, verbunden ist und in allen bestimmungsgemäßen Arbeitszuständen Fixed gear is understood to mean a gearwheel which is non-rotatably connected to the shaft on which it is mounted and in all intended working states

Leistung oder Drehmoment auf die Welle übertragen kann. Can transmit power or torque to the shaft.

Dabei ist das erste und zweite Losrad mit der ersten Eingangswelle drehverbindbar, vorzugsweise über eine Kupplungseinrichtung. Dabei weisen das erste und zweite Losrad vorzugsweise unterschiedliche Zähnezahlen auf, damit unterschiedliche Übersetzungen möglich sind. Es können auch das erste und zweite Festrad mit The first and second idler gear can be rotatably connected to the first input shaft, preferably via a coupling device. The first and second idler gears preferably have different numbers of teeth so that different gear ratios are possible. The first and second fixed gear can also be used

unterschiedlichen Zähnezahlen ausgeführt sein. different numbers of teeth.

Um eine möglichst einfache Ausführung mit möglichst wenigen Stirnrädern zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass ein mit der zweiten Eingangswelle drehverbundenes drittes Festrad der Leistungssummierungseinheit mit dem ersten Festrad oder dem ersten Losrad in Eingriff steht. Damit ist über das erste Festrad Leistung sowohl von der ersten als auch der zweiten Eingangswelle an die Ausgangswelle einleitbar. Damit liegt die Einleitung der Leistung der zweiten Eingangswelle und der ersten Eingangswelle in einer Ebene. Das ermöglicht einen In order to achieve the simplest possible design with as few spur gears as possible, it can be provided that a third fixed gear of the power summation unit that is rotatably connected to the second input shaft is in engagement with the first fixed gear or the first idler gear. This means that power can be introduced from both the first and the second input shaft to the output shaft via the first fixed gear. The introduction of the power of the second input shaft and the first input shaft is therefore in one plane. That makes you possible

kurzen Bauraum der Gesamtanordnung. short installation space of the overall arrangement.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die erste Eingangswelle und die zweite Eingangswelle koaxial angeordnet sind und ein mit der zweiten Eingangswelle drehverbundenes drittes Festrad der Leistungssummierungseinheit mit einem mit Alternatively, it can also be provided that the first input shaft and the second input shaft are arranged coaxially and a third fixed gear of the power summation unit, which is rotatably connected to the second input shaft, has a

der Ausgangswelle drehverbundenen vierten Festrad in Eingriff steht. the output shaft rotatably connected fourth fixed gear is engaged.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Übersetzungsverhältnis von der ersten Eingangswelle zur Ausgangswelle über einen ersten Gang der ersten Schaltgetriebeeinheit größer ist als das In a preferred embodiment it is provided that the transmission ratio from the first input shaft to the output shaft over a first gear of the first gearbox unit is greater than that

Übersetzungsverhältnis der zweiten Eingangswelle zur Ausgangswelle und das Gear ratio of the second input shaft to the output shaft and that

Übersetzungsverhältnis von der ersten Eingangswelle zur Ausgangswelle über einen zweiten Gang der ersten Schaltgetriebeeinheit vorzugsweise kleiner ist als das Übersetzungsverhältnis der zweiten Eingangswelle zur Ausgangswelle. Damit kann bei einer Beschleunigung Leistung über die zweite Antriebswelle in einem für die zweite elektrische Maschine günstigen Betriebspunkt geliefert werden, während die Transmission ratio from the first input shaft to the output shaft via a second gear of the first gearbox unit is preferably smaller than the transmission ratio of the second input shaft to the output shaft. In this way, during acceleration, power can be delivered via the second drive shaft at an operating point that is favorable for the second electrical machine, while the

erste Schaltgetriebeeinheit vom ersten in den zweiten Gang schaltet. first gearbox unit shifts from first to second gear.

Der erste Gang ist dabei jener Gang der Schaltgetriebeeinheit mit der größten The first gear is the gear of the manual transmission unit with the largest

Übersetzung ins langsame. Translation into slow.

Besonders vorteilhaft ist, wenn eine zweite Schaltgetriebeeinheit zwischen der zweiten Eingangswelle und der Leistungssummierungseinheit angeordnet ist. Damit kann eine noch größere Variationsbreite im Schaltverhalten bereitgestellt werden. Es kann jeweils eine beliebige Eingangswelle abgekoppelt werden und die andere mit einer der beiden zugehörigen Übersetzungen betrieben werden. Damit stehen bis zur halben Leistung mindestens 4 Gänge zur Verfügung, wenn beide Schaltgetriebeeinheiten zumindest 2 Gänge aufweisen. Das bietet ebenfalls Freiheitsgrade für den Betrieb im jeweiligen Bestpunkt der aktiven elektrischen Maschine, ohne Verluste in der anderen elektrischen Maschine zu generieren. Insbesondere beim Betrieb im vierten Gang können auch bei hohen Fahrgeschwindigkeiten niedrige Drehzahlen und damit in günstigen Betriebspunkte genutzt werden. In diesem Sinne ist auch vorteilhaft, wenn die zweite Antriebsleistung abhängig von der Schaltstellung übersetzt wird, bevor sie mit der It is particularly advantageous if a second gearbox unit is arranged between the second input shaft and the power summation unit. In this way, an even greater range of variation in the switching behavior can be provided. Any input shaft can be decoupled and the other can be operated with one of the two associated gear ratios. This means that at least 4 gears are available up to half the power if both gearbox units have at least 2 gears. This also offers degrees of freedom for operation at the respective best point of the active electrical machine without generating losses in the other electrical machine. Particularly when operating in fourth gear, low speeds and thus in favorable operating points can also be used at high driving speeds. In this sense, it is also advantageous if the second drive power is translated as a function of the switching position before it starts with the

ersten Antriebsleistung summiert wird. first drive power is totaled.

Dabei kann vorgesehen sein, dass ein auf der zweiten Eingangswelle gelagertes drittes Losrad der zweiten Schaltgetriebeeinheit mit dem ersten Festrad der Leistungssummierungseinheit und ein auf der ersten Eingangswelle gelagertes viertes Losrad der zweiten Schaltgetriebeeinheit mit dem zweiten Festrad der Leistungssummierungseinheit in Eingriff steht. Damit werden das erste und das It can be provided that a third idler gear of the second gearbox unit mounted on the second input shaft engages the first fixed gear of the power summation unit and a fourth idler gear mounted on the first input shaft of the second gearbox unit engages the second fixed gear of the power summation unit. This will be the first and that

zweite Festrad je von beiden Schaltgetrieben bedient. second fixed gear operated by both gearboxes.

Um hohe Drehzahlen von elektrischen Maschinen zu reduzieren, die die Eingangswellen mit Leistung versorgen, kann vorgesehen sein, dass zumindest der ersten Eingangswelle oder der zweiten Eingangswelle, vorzugsweise beiden In order to reduce high speeds of electrical machines that supply the input shafts with power, it can be provided that at least the first input shaft or the second input shaft, preferably both

Eingangswellen jeweils zumindest ein Vorschaltgetriebe vorgeschalten ist wobei der Each input shaft is preceded by at least one gearbox, the

Betrag des Übersetzungsverhältnisses des Vorschaltgetriebes vorzugsweise größer 1 ist. The magnitude of the transmission ratio of the primary gear is preferably greater than 1.

Das Vorschaltgetriebe oder die Vorschaltgetriebe ist oder sind dabei vorzugsweise nichtschaltbare Getriebe. Mit Übersetzungsverhältnis ist dabei der Quotient aus Drehzahl der Eingangsseite und Drehzahl der Ausgangsseite gemeint, wobei die Ausgangsseite mit der ersten oder zweiten Eingangswelle drehverbunden oder drehverbindbar ist und die Eingangsseite mit der ersten oder zweiten elektrischen Maschine drehverbunden oder drehverbindbar ist. Mit anderen Worten kann das Vorschaltgetriebe also als Reduktionsgetriebe ausgeführt sein. The primary gear or primary gears is or are preferably non-shiftable gears. The transmission ratio is the quotient of the speed of the input side and the speed of the output side, the output side being or rotatably connected to the first or second input shaft and the input side being or rotatably connected to the first or second electrical machine. In other words, the primary gear can be designed as a reduction gear.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine Ausgangswelle durch eine Schaltgetriebeeinheit von der Ausgangswelle in einer Neutralstellung, also eine Leerlaufstellung entkoppelbar ist. Damit ist gemeint, dass keine Drehverbindung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle besteht. Dann kann bei niedrigem bis mittlerem Leistungsbedarf auch nur mit der über die andere Eingangswelle bereitgestellte Leistung gefahren werden. Auch das kann für die Optimierung des Energieverbrauchs genutzt werden. It is preferably provided that an output shaft can be decoupled from the output shaft in a neutral position, that is to say an idle position, by a gearbox unit. This means that there is no rotary connection between the input shaft and the output shaft. Then, with low to medium power requirements, only the power provided by the other input shaft can be used. This can also be used to optimize energy consumption.

Darüber hinaus kann die mit der in Leerlauf bringbare Eingangswelle verbundene elektrische Maschine im Falle eines Defekts durch die erste Schaltgetriebeeinheit entkoppelt werden und mit der anderen elektrischen Maschine weitergefahren werden, wenn auch mit nur geringerer Leistung. Damit können kürzere Wege In addition, the electrical machine connected to the input shaft that can be brought to idle can be decoupled by the first gearbox unit in the event of a defect and the other electrical machine can continue to be driven, albeit with only lower power. This enables shorter routes

beispielsweise bis zur nächsten Werkstatt überbrückt werden. for example, can be bridged to the next workshop.

Besonders vorteilhaft ist, wenn zumindest eine Schaltgetriebeeinheit eine zweistufige oder eine mehrstufige Schaltgetriebeeinheit ist, welche zumindest ein Schaltelement, vorzugsweise eine Kupplungseinrichtung, mit zumindest einer Neutralstellung und zwei oder mehr leistungsübertragenden Stellungen aufweist. Die leistungsübertragenden Stufen oder Gänge weisen dabei vorzugsweise verschiedene Übersetzungsverhältnisse auf. Dabei sind die erste Eingangswelle und die Ausgangswelle im ersten und zweiten Gang miteinander drehverbunden, wobei der Betrag des Übersetzungsverhältnisses im ersten Gang vorzugsweise größer ist als der Betrag des Übersetzungsverhältnisses im zweiten Gang. Im Leerlauf oder in der Neutralstellung ist die erste Eingangswelle nicht mit der Ausgangswelle drehverbunden. It is particularly advantageous if at least one gearbox unit is a two-stage or a multi-stage gearbox unit which has at least one shift element, preferably a clutch device, with at least one neutral position and two or more power-transmitting positions. The power-transmitting stages or gears preferably have different transmission ratios. The first input shaft and the output shaft are rotatably connected to one another in the first and second gear, the magnitude of the gear ratio in the first gear being preferably greater than the magnitude of the gear ratio in the second gear. When idling or in the neutral position, the first input shaft is not rotationally connected to the output shaft.

Es kann vorgesehen sein, dass die erste und zweite elektrische Maschine der gleiche Typ an elektrischer Maschine sind. Dabei kann die Ausgestaltung oder Leistung unterschiedlich sein. Mit Typ ist dabei die Bauart, also beispielsweise eine Synchron- oder Asynchronmaschine gemeint. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass beide elektrische Maschinen Permanentmagnetsynchronmaschinen sind. Diese bieten einen guten Wirkungsgrad insbesondere bei mittleren bis niedrigen Drehzahlen, die mit der Übersetzung bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten auftreten. Diese Motoren können im lastlosen Betrieb (zum Beispiel beim "Segeln") Verluste erzeugen. Durch das Abkoppeln eines oder beider Maschinen (je nach It can be provided that the first and second electrical machines are the same type of electrical machine. The design or performance can be different. The type here means the type of construction, for example a synchronous or asynchronous machine. For example, it can be provided that both electrical machines are permanent magnet synchronous machines. These offer good efficiency, especially at medium to low speeds that occur with the translation at high vehicle speeds. These motors can generate losses in no-load operation (for example when "sailing"). By uncoupling one or both machines (depending on

Variante) werden diese Verluste jedoch verringert oder komplett eliminiert. Variant), however, these losses are reduced or completely eliminated.

Besonders im Fernverkehr werden meistens hohe Fahrgeschwindigkeit benötigt. Um in diesem Bereich den Energieverbrauch zu senken, kann vorteilhaft sein, dass High speed is usually required, especially in long-distance traffic. In order to reduce energy consumption in this area, it can be advantageous that

Elektromotoren unterschiedlichen Typs verwendet werden. Electric motors of different types are used.

Vorzugsweise ist dabei eine elektrische Maschine, vorzugsweise die erste, eine Permanentmagnetsynchronmaschine und die andere elektrische Maschine, vorzugsweise die zweite, eine Asynchronmaschine. Die Asynchronmaschine kann bei diesen hohen Fahrgeschwindigkeiten durch die unterschiedliche Übersetzung mit einer höheren Drehzahl betrieben werden, als die Permanentmagnetsynchronmaschine. Daher kann eine Asynchronmaschine (ASM) mit guten Wirkungsgraden im höheren Drehzahlbereich verwendet werden. Darüber hinaus kann eine Asynchronmaschine auch im Wesentlichen verlustfrei im Leerlauf One electrical machine, preferably the first, is preferably a permanent magnet synchronous machine and the other electrical machine, preferably the second, is an asynchronous machine. At these high travel speeds, the asynchronous machine can be operated at a higher speed than the permanent magnet synchronous machine due to the different gear ratios. As a result, an asynchronous machine (ASM) with good efficiencies in the higher speed range can be used. In addition, an asynchronous machine can also be idle essentially without losses

betrieben werden. operate.

Weiters ist es besonders vorteilhaft, wenn ein Kraftfahrzeug, insbesondere Furthermore, it is particularly advantageous if a motor vehicle, in particular

Elektrofahrzeug, eine erfindungsgemäße Achsanordnung aufweist. Electric vehicle having an axle assembly according to the invention.

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der nicht einschränkenden Figuren näher The invention is explained in more detail below with reference to the non-restrictive figures

erläutert. Es zeigen schematisch: explained. They show schematically:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße elektrisch angetriebene Achsanordnung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges mit einer Getriebeanordnung in einer 1 shows an electrically driven axle arrangement according to the invention of a motor vehicle according to the invention with a transmission arrangement in a

ersten Ausführungsvariante; first variant;

Fig. 2 eine erfindungsgemäße elektrisch angetriebene Achsanordnung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges mit einer Getriebeanordnung in einer 2 shows an electrically driven axle arrangement according to the invention of a motor vehicle according to the invention with a transmission arrangement in one

zweiten Ausführungsvariante; second variant;

Fig. 3 eine erfindungsgemäße elektrisch angetriebene Achsanordnung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges mit einer Getriebeanordnung in einer 3 shows an electrically driven axle arrangement according to the invention of a motor vehicle according to the invention with a transmission arrangement in one

dritten Ausführungsvariante; third variant;

Fig. 4a bis 4f die Achsanordnung aus Fig. 3 in verschiedenen FIGS. 4a to 4f show the axle arrangement from FIG. 3 in different ways

Schaltstellungen. Switch positions.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer elektrisch angetriebenen Achsanordnung mit einer - eine erste Antriebsleistung 24 bereitstellende - ersten elektrischen Maschine 1 und einer - eine zweite Antriebsleistung 25 bereitstellende - zweiten elektrischen Maschine 2, welche jeweils mit Vorschaltgetrieben 1a, 2a in Form von Zahnradstufen drehverbunden sind. Diese sind als Reduktionsgetriebe ausgeführt und reduzieren die Drehzahl der elektrischen Maschinen 1,2, sodass deren Antriebsleistungen ins Langsame übersetzt werden. Ein erstes Reduktionsgetriebe 1a ist mit einer ersten Eingangswelle 1b und ein zweites Fig. 1 shows a first embodiment of an electrically driven axle arrangement with a first electrical machine 1 providing a first drive power 24 and a second electrical machine 2 providing a second drive power 25, each of which is rotatably connected to primary gears 1a, 2a in the form of gear stages are. These are designed as reduction gears and reduce the speed of the electrical machines 1, 2, so that their drive power is reduced to a slow speed. A first reduction gear 1a is provided with a first input shaft 1b and a second

Reduktionsgetriebe mit einer zweiten Eingangswelle 2b verbunden. Reduction gear connected to a second input shaft 2b.

Die erste Eingangswelle 1b ist mit einer ersten Schaltgetriebeeinheit 3 drehverbunden, welche eine erste Kupplungseinrichtung 5 als Schaltelement aufweist, die in einer neutralen Leerlaufstellung gezeigt ist. Die Schaltgetriebeeinheit 3 weist darüber hinaus auch ein erstes Losrad 6 und ein zweites Losrad 7 auf, welche beide auf der ersten Eingangswelle 1b gelagert sind, in der gezeigten Neutralstellung aber beide entkoppelt und frei zur ersten Eingangswelle 1b drehbar sind. Bei einer Stellung der ersten Kupplungseinrichtung 5 in einer ersten Stufe oder in einem ersten Gang, wird das erste Losrad 6 mit der ersten Eingangswelle 1b drehverbunden und kann so Drehmoment und Antriebsleistung an dieses übertragen oder empfangen. Dazu wird ein beweglicher Teil 18 der ersten Kupplungseinrichtung 5 entlang der ersten Eingangswelle 1b verschoben, bis es sowohl in ein mit der ersten Eingangswelle 1b drehverbundenes Schaltfestrad 19 der ersten Kupplungseinrichtung 5, als auch in ein Verbindungsstück 20 des ersten Losrades 6 eingreift und diese miteinander drehfest verbindet. Das zweite Losrad 7 weist ebenso ein entsprechendes mit dem The first input shaft 1b is rotatably connected to a first gearbox unit 3, which has a first clutch device 5 as a shifting element, which is shown in a neutral neutral position. The gearbox unit 3 also has a first idler gear 6 and a second idler gear 7, both of which are mounted on the first input shaft 1b, but in the neutral position shown are both decoupled and freely rotatable with respect to the first input shaft 1b. When the first clutch device 5 is in a first stage or in a first gear, the first idler gear 6 is rotatably connected to the first input shaft 1b and can thus transmit or receive torque and drive power to it. For this purpose, a movable part 18 of the first clutch device 5 is shifted along the first input shaft 1b until it engages both in a fixed gear shift gear 19 of the first clutch device 5 that is rotatably connected to the first input shaft 1b and in a connecting piece 20 of the first idler gear 6 and these engage with each other in a rotationally fixed manner connects. The second idler gear 7 also has a corresponding one with the

beweglichen Teil 18 verbindbares Verbindungsstück 20 auf. movable part 18 connectable connector 20.

Bei einer Stellung der ersten Kupplungseinrichtung 5 in einer zweiten Stufe oder in einem zweiten Gang wird das zweite Losrad 7 mit der ersten Eingangswelle 1b drehverbunden. When the first clutch device 5 is in a second stage or in a second gear, the second idler gear 7 is rotatably connected to the first input shaft 1b.

Das erste Losrad 6 und das zweite Losrad 7 weisen unterschiedliche Zähnezahlen auf, wobei das erste Losrad 6 in dieser Ausführung weniger Zähne aufweist als das The first idler gear 6 and the second idler gear 7 have different numbers of teeth, the first idler gear 6 in this embodiment having fewer teeth than that

zweite Losrad 7. second idler gear 7.

Eine Ausgangswelle 8 ist mit einem ersten Festrad 9 und einem zweiten Festrad 10 drehverbunden, wobei das erste Festrad 9 mehr Zähne aufweist als das zweite Festrad 10. Das erste Losrad 6 kämmt dabei mit dem ersten Festrad 9 und das An output shaft 8 is rotatably connected to a first fixed gear 9 and a second fixed gear 10, the first fixed gear 9 having more teeth than the second fixed gear 10. The first idler gear 6 meshes with the first fixed gear 9 and the

zweite Losrad 7 mit dem zweiten Festrad 10. second idler gear 7 with the second fixed gear 10.

Die zweite Eingangswelle 2b ist mit einem dritten Festrad 11 drehverbunden, welches mit dem ersten Festrad 9 kämmt. Damit liegen das erste Losrad 6, sowie The second input shaft 2b is rotatably connected to a third fixed gear 11, which meshes with the first fixed gear 9. So are the first idler 6, as well

erstes und drittes Festrad 9,11 in einer Ebene. first and third fixed gear 9,11 in one plane.

Mit der Ausgangswelle 8 ist ein Ausgangsrad 12 drehverbunden, welches als Stirnrad ausgeführt ist und in ein Differential 13 einer anzutreibenden Achse 14 eingreift. Die anzutreibende Achse 14 liegt parallel zur Ausgangswelle 8. An output gear 12, which is designed as a spur gear and engages in a differential 13 of an axle 14 to be driven, is rotatably connected to the output shaft 8. The axle 14 to be driven lies parallel to the output shaft 8.

Alternativ kann die anzutreibende Achse 14 quer zur Ausgangswelle 8 angeordnet sein. Dazu kann beispielsweise das Ausgangsrad 12 als Kegelrad ausgeführt sein Alternatively, the axle 14 to be driven can be arranged transversely to the output shaft 8. For this purpose, the output gear 12 can be designed as a bevel gear, for example

und in ein Differential 13 eingreifen. and mesh with a differential 13.

Ist der erste oder der zweite Gang in der ersten Schaltgetriebeeinheit 3 geschalten, so wird über das erste oder das zweite Losrad 6,7 Antriebsleistung an die Ausgangswelle 8 bereitgestellt. Ebenso wird über das dritte Festrad 11 Antriebsleistung der zweiten Eingangswelle 2b bereitgestellt. Diese Antriebsleistungen werden über das erste und gegebenenfalls auch das zweite Festrad 9,10 summiert. So wird an der Ausgangsachse 8 eine Ausgangsleistung 26 bereitgestellt. Damit gehören das erste und zweite Losrad 6, 7 sowie das erste, zweite und dritte Festrad 9, 10, 11 zu einer Leistungssummierungseinheit 21. If the first or the second gear is engaged in the first gearbox unit 3, then drive power is provided to the output shaft 8 via the first or the second idler wheel 6, 7. Likewise, drive power is provided to the second input shaft 2b via the third fixed gear 11. These drive powers are added up via the first and possibly also the second fixed gear 9, 10. An output power 26 is thus provided at the output axis 8. The first and second idler gears 6, 7 and the first, second and third fixed gears 9, 10, 11 thus belong to a power summation unit 21.

In Fig. 2 wird eine zweite Ausführungsform gezeigt, welche sehr ähnlich der ersten ist. Daher wird hier nur auf die wichtigsten Unterschiede eingegangen. Die elektrischen Maschinen 1, 2 sind direkt mit den Eingangswellen 1b, 2b verbunden, In Fig. 2 a second embodiment is shown, which is very similar to the first. Therefore, only the most important differences are discussed here. The electrical machines 1, 2 are directly connected to the input shafts 1b, 2b,

es sind keine Zahnradstufen vorgesehen. Dabei ist die erste Eingangswelle 1b koaxial innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Eingangswelle 2b angeordnet. no gear stages are provided. The first input shaft 1b is arranged coaxially within the second input shaft 2b, which is designed as a hollow shaft.

Damit ist vorgesehen, dass die Verbindung zwischen der ersten Eingangswelle 1b mit der Ausgangswelle 8 über das erste Losrad 6 und die Verbindung zwischen der zweiten Eingangswelle 2b mit der Ausgangswelle 8 über ein viertes Festrad 22, in das das dritte Festrad 11 eingreift, in unterschiedlichen Ebenen liegen. This provides that the connection between the first input shaft 1b and the output shaft 8 via the first idler gear 6 and the connection between the second input shaft 2b and the output shaft 8 via a fourth fixed gear 22, in which the third fixed gear 11 engages, in different planes lie.

In Fig. 3 wird eine dritte Ausführungsform gezeigt, bei der die zweite Eingangswelle 2b kein drittes Festrad 11 aufweist, sondern mit einer zweiten Schaltgetriebeeinheit 4 verbunden ist, welches ähnlich der ersten Schaltgetriebeeinheit 3 aufgebaut ist. Die zweite Schaltgetriebeeinheit weist wie die erste Schaltgetriebeeinheit 3 zwei Gänge und eine Neutralstellung auf, wobei eine zweite Kupplungseinrichtung 23 die Gänge schaltet. Dabei weist es ein drittes Losrad 15 und ein viertes Losrad 16 auf, welche auf der zweiten Eingangswelle 2b gelagert sind und über eine zweite Kupplungseinrichtung 17 mit dieser drehverbindbar sind. Dabei greift das dritte Losrad 15 in das erste Festrad 9 und das vierte Losrad 16 in das zweite Festrad 10 In FIG. 3, a third embodiment is shown in which the second input shaft 2b does not have a third fixed gear 11, but is connected to a second gearbox unit 4, which is constructed similarly to the first gearbox unit 3. The second gearbox unit, like the first gearbox unit 3, has two gears and a neutral position, a second clutch device 23 shifting the gears. It has a third idler gear 15 and a fourth idler gear 16, which are mounted on the second input shaft 2b and can be rotatably connected to the latter via a second coupling device 17. The third idler gear 15 engages in the first fixed gear 9 and the fourth idler gear 16 in the second fixed gear 10

ein. on.

Dabei kann vorgesehen sein, dass der Betrag des Übersetzungsverhältnisses von der ersten Eingangswelle 1b zur Ausgangswelle 8 über das erste Losrad 6 gleich ist, wie der Betrag des Übersetzungsverhältnisses des von der zweiten Eingangswelle 2b zur Ausgangswelle 8 über das dritte Losrad 15. Alternativ kann auch vorgesehen It can be provided that the amount of the gear ratio from the first input shaft 1b to the output shaft 8 via the first idler gear 6 is the same as the amount of the gear ratio from the second input shaft 2b to the output shaft 8 via the third idler gear 15

sein, dass die Beträge der Übersetzungsverhältnisse unterschiedlich sind. be that the amounts of the gear ratios are different.

Es kann auch vorgesehen sein, dass der Betrag des Übersetzungsverhältnisses von der ersten Eingangswelle 1b zur Ausgangswelle 8 über das zweite Losrad 7 gleich ist, wie der Betrag des Übersetzungsverhältnisses des von der zweiten Eingangswelle 2b zur Ausgangswelle 8 über das vierte Losrad 16. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Beträge der Übersetzungsverhältnisse It can also be provided that the amount of the gear ratio from the first input shaft 1b to the output shaft 8 via the second idler gear 7 is the same as the amount of the gear ratio from the second input shaft 2b to the output shaft 8 via the fourth idler gear 16 be provided that the amounts of the gear ratios

unterschiedlich sind. are different.

Generell kann vorgesehen sein, dass alle Übersetzungsverhältnisse der ersten und zweiten Schaltgetriebeeinheiten 3,4 unterschiedlich oder zumindest teilweise In general, it can be provided that all transmission ratios of the first and second manual transmission units 3, 4 are different or at least partially

unterschiedlich sind. are different.

In den Figuren 4a bis 4f sind verschiedene Schaltzustände dargestellt. In Fig. 4a ist ein erster Schaltzustand gezeigt, bei dem die erste Kupplungseinrichtung 5 die erste Eingangswelle 1b mit dem ersten Losrad 6 und die zweite Kupplungseinrichtung 17 die zweite Eingangswelle 2b mit dem dritten Losrad 15 drehverbindet. Damit können beide elektrische Maschinen Antriebsleistung auf die Various switching states are shown in FIGS. 4a to 4f. 4a shows a first switching state in which the first clutch device 5 rotatably connects the first input shaft 1b to the first idler gear 6 and the second clutch device 17 rotatably connects the second input shaft 2b to the third idler gear 15. This means that both electrical machines can use the drive power

Ausgangswelle 8 übertragen. Transfer output shaft 8.

Fig. 4b zeigt eine Schaltstellung, bei der die erste Kupplungseinrichtung 5 im Leerlauf geschaltet ist. Damit stellt nur die zweite elektrische Maschine 2 Antriebsleistung bereit. Diese Schaltstellung wird entweder als Übergang zwischen dem ersten Antriebsmodus gemäß der Schaltstellungen aus Fig. 4a und einem zweiten Antriebsmodus gemäß der Schaltstellungen aus Fig. 4b geschaltet oder wenn nur die zweite elektrische Maschine 2 Antriebsleistung abgeben oder Fig. 4b shows a switching position in which the first clutch device 5 is switched to idle. Only the second electrical machine 2 thus provides drive power. This switch position is switched either as a transition between the first drive mode according to the switch positions from FIG. 4a and a second drive mode according to the switch positions from FIG

Rekuperationsleistung aufnehmen soll. Should take up recuperation power.

In Fig. 4c wurde die erste Kupplungseinrichtung 5 weiter geschaltet, sodass das zweite Losrad 7 mit der ersten Eingangswelle 1b drehverbunden ist. Damit wird einerseits über das erste Festrad 9 von der zweiten Eingangswelle 2b und andererseits über das zweite Festrad 10 von der ersten Eingangswelle 1b Antriebsleistung bereitgestellt. Dieser zweite Antriebsmodus unterscheidet sich also vom ersten Antriebsmodus gemäß Fig. 4a in der Übersetzung der Anbindung der In FIG. 4c, the first clutch device 5 has been switched further so that the second idler gear 7 is rotatably connected to the first input shaft 1b. Drive power is thus provided on the one hand via the first fixed gear 9 from the second input shaft 2b and on the other hand via the second fixed gear 10 from the first input shaft 1b. This second drive mode thus differs from the first drive mode according to FIG. 4a in the translation of the connection of the

ersten elektrischen Maschine 1. first electric machine 1.

Fig. 4d zeigt einen weiteren Schaltzustand, bei dem nun die zweite Kupplungseinrichtung 17 in eine Neutralstellung gebracht wurde und damit nur die erste Antriebswelle 1b Drehmoment bereitstellen kann. Diese Schaltstellung wird entweder als Übergang zwischen dem zweiten Antriebsmodus gemäß der Schaltstellungen aus Fig. 4b und einem dritten Antriebsmodus gemäß der Schaltstellungen aus Fig. 4e geschaltet oder wenn nur die erste elektrische Maschine 1 Antriebsleistung abgeben oder Rekuperationsleistung aufnehmen soll. 4d shows a further switching state in which the second clutch device 17 has now been brought into a neutral position and thus only the first drive shaft 1b can provide torque. This switch position is switched either as a transition between the second drive mode according to the switch positions from FIG. 4b and a third drive mode according to the switch positions from FIG.

In Fig. 4e wurde die zweite Kupplungseinrichtung 17 weiter geschaltet, sodass das vierte Losrad 16 mit der zweiten Eingangswelle 2b drehverbunden ist. Damit wird über das zweite Festrad 10 von beiden Eingangswellen 1b, 2b Antriebsleistung bereitgestellt. Dieser dritte Antriebsmodus unterscheidet sich also vom zweiten Antriebsmodus gemäß Fig. 4c in der Übersetzung der Anbindung der zweiten In FIG. 4e, the second clutch device 17 has been switched further so that the fourth idler wheel 16 is rotatably connected to the second input shaft 2b. Drive power is thus provided by both input shafts 1b, 2b via the second fixed gear 10. This third drive mode thus differs from the second drive mode according to FIG. 4c in the translation of the connection of the second

elektrischen Maschine 2. electric machine 2.

Fig. 4f zeigt einen Schaltzustand, bei dem im Gegensatz zur Schaltstellung gemäß Fig. 4c die zweite elektrische Maschine 2 mit einer anderen Übersetzung mit der Ausgangswelle 8 verbunden ist. FIG. 4f shows a switching state in which, in contrast to the switching position according to FIG. 4c, the second electrical machine 2 is connected to the output shaft 8 with a different translation.

Claims

PATENT CLAIMS

Electrically driven axle arrangement for a vehicle with a gear arrangement with at least one first input shaft (1b), which is or can be rotatably connected to a first electrical machine (1), with at least one second input shaft (2b), which is connected to a second electrical machine (2) is rotatably or rotatably connected and with at least one output shaft (8) which is rotatably connected or rotatably connected to a driven axle (14), the first input shaft (1b) and the second input shaft (2b) via a power summation unit (21) with the output shaft ( 8) are rotatably or rotatably connected and wherein the gear arrangement has at least one first gearbox unit (3), characterized in that the first gearbox unit (3) is arranged in the power flow between the first input shaft (1b) and the power summation unit (21).

Electrically driven axle arrangement according to Claim 1, characterized in that the first gearbox unit (3) has at least one shift element and the shift element is arranged between the first input shaft (1b) and the power summation unit (21).

Electrically driven axle arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that a first idler gear (6) of the first gearbox unit (3), which is mounted on the first input shaft (1b), is connected to a first fixed gear (9) of the power summation unit ( 21) engages and a second idler gear (7) of the first gearbox unit (3) mounted on the first input shaft (1b) is in engagement with a second fixed gear (10) of the power summation unit (21) that is rotatably connected to the output shaft (8).

Electrically driven axle arrangement according to Claim 3, characterized in that a third fixed gear (11) of the power summation unit (21) rotatably connected to the second input shaft (2b)

is in engagement with the first fixed gear (9) or the first idler gear (6).

Electrically driven axle arrangement according to claim 3, characterized in that the first input shaft (1b) and the second input shaft (2b) are arranged coaxially and a third fixed gear (11) of the power summation unit (21) rotatably connected to the second input shaft (2b) with a the output shaft (8)

rotatably connected fourth fixed gear (22) is in engagement.

Electrically driven axle arrangement according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the transmission ratio from the first input shaft (1b) to the output shaft (8) over a first gear of the first gearbox unit (3) is greater than the transmission ratio of the second input shaft (2b) to the output shaft (8) and the transmission ratio of the first input shaft (1b) to the output shaft (8) via a second gear of the first gearbox unit (3) is preferably smaller than the transmission ratio of the second input shaft (2b) to the output shaft (8).

Electrically driven axle arrangement according to one of Claims 1 to 6, characterized in that a second gearbox unit (4) is arranged between the second input shaft (2b) and the power summation unit (21).

Electrically driven axle arrangement according to claim 7, characterized in that a third idler gear (15) of the second gearbox unit (4) mounted on the second input shaft (2b) with the first fixed gear (6) of the power summation unit (21) and one on the first input shaft ( 1b) mounted fourth idler gear (16) of the second gear unit (4) engages with the second fixed gear (10) of the power summation unit (21).

Electrically driven axle arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one primary gear (1a, 2a) is connected upstream of at least the first input shaft (1b) or the second input shaft (2b), preferably both input shafts (1b, 2b) the amount of the gear ratio of the primary gear

(1a, 2a) is preferably greater than 1.

10. Motor vehicle, in particular electric vehicle, with a drive system with a transmission arrangement, characterized in that the transmission arrangement is designed according to one of claims 1 to 9.

11/12/2019 MT